Obrazový kredit: NASA
Kozmická loď NASA Voyager 1 takmer dosiahla vonkajšie hranice slnečnej sústavy do oblasti vesmíru nazývanej heliosheath, kde slnečný vietor fúka proti medzihviezdnemu plynu. Toto je prvýkrát, čo vedci zhromaždili údaje o týchto vzdialených oblastiach slnečnej sústavy. Voyager 1, spustený 5. septembra 1977, je teraz vzdialený 13 miliárd km od Slnka.
Kozmická loď NASA Voyager 1 sa chystá znova vytvoriť históriu ako prvá kozmická loď, ktorá vstúpila na konečnú hranicu slnečnej sústavy, čo je obrovská oblasť, kde vietor zo Slnka horí horúcim plynom medzi hviezdami: medzihviezdny priestor. Pred tým, ako sa dostane do tejto oblasti, musí Voyager 1 prejsť zakončovacím šokom, násilnou zónou, ktorá je zdrojom lúčov vysokoenergetických častíc.
Cesta Voyagera cez túto turbulentnú zónu poskytne vedcom prvé priame merania nevyskúšanej konečnej hranice našej slnečnej sústavy, ktorá sa volá heliosheath, a vedci diskutujú o tom, či sa tento prechod už začal. Dva články o tomto výskume sú publikované v Nature 5. novembra 2003. Prvý dokument, ktorý predložil Dr. Stamatios M. Krimigis z Laboratória aplikovanej fyziky Johns Hopkins University, Laurel, MD a jeho tím, dokazuje toto tvrdenie. že Voyager 1 prešiel za koncový šok. Druhý dokument, ktorý predložil Dr. Frank B. McDonald z University of Maryland, College Park a jeho tím, svedčí proti tomuto tvrdeniu. Leonard F. Burlaga z Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. A spolupracovníci, publikovaný 30. októbra 2003 v Geofyzikálnom výskumnom liste, svedčí o tom, že Voyager 1 neprešiel za ukončovací šok. (Obrázok 2 zobrazuje ilustráciu koncového šoku a heliosheathu).
„Pozorovania Voyager 1 ukazujú, že sme vstúpili do novej časti slnečnej sústavy. Bez ohľadu na to, či sme prekonali terminačný šok alebo nie, tímy sú nadšené, pretože sa to nikdy predtým nevidelo - pozorovania sú tu odlišné od pozorovania vo vnútornej slnečnej sústave, “povedal Dr. Eric Christian, vedecký pracovník v odbore Disciplína pre výskum pripojenia k Zemi. program na ústredí NASA, Washington, DC.
„Voyager 1 videl výrazné znaky oblasti hlboko vo vesmíre, kde sa vytvára obrovská rázová vlna, keď vietor zo Slnka náhle spomalí a tlačí smerom von proti medzihviezdnemu vetra. Tieto pozorovania nás prekvapili a zmätené, takže je toho ešte veľa, čo treba objaviť, keď Voyager začína skúmať tento nový región na vonkajšom okraji slnečnej sústavy, “povedal Dr. Edward Stone, vedecký pracovník projektu Voyager, Kalifornský technologický inštitút v Pasadene v Kalifornii.
Vo vzdialenosti viac ako 8 miliárd kilometrov (13 miliárd km) od Slnka je Voyager 1 najvzdialenejším objektom vybudovaným ľudstvom. Bola spustená 5. septembra 1977, preskúmala obrie planéty Jupiter a Saturn predtým, ako ich Saturnova gravitácia vyhodila do hlbokého vesmíru. Teraz sa približuje k regiónu a možno ho dočasne vstúpil do oblasti, ktorá nie je šokom z ukončenia.
Terminačný šok je miesto, kde je slnečný vietor, tenký prúd elektricky nabitého plynu fúkaný neustále zo Slnka, spomalený tlakom plynu medzi hviezdami. Pri koncovom šoku slnečný vietor náhle spomalí zo svojej priemernej rýchlosti 300 - 700 km za sekundu (700 000 - 1 500 000 mph). (Pozrite si film 4, aby ste zistili, ako to zahreje slnečný vietor v heliosheathe).
Presná poloha terminačného šoku nie je známa a pôvodne sa považovala za bližšie k Slnku, ako v súčasnosti je Voyager 1. Keď sa Voyager 1 plavil stále ďalej od Slnka, potvrdilo sa, že všetky planéty boli vnútri obrovskej bubliny fúkanej slnečným vetrom a terminačný šok bol oveľa vzdialenejší (Animácia 1).
Odhadovanie polohy zakončovacieho šoku je ťažké, pretože nevieme presné podmienky v medzihviezdnom priestore, a dokonca ani to, čo vieme, rýchlosť a tlak slnečného vetra, zmeny, ktoré spôsobujú rozširovanie, zmenšovanie a znižovanie koncového šoku. vlnenie. Podobné účinky môžete vidieť pri každom umývaní riadu (film 3). Ak umiestnite dosku pod prúd vody, všimnete si, že sa voda šíri nad doskou v relatívne hladkom prúde. Prúd vody má drsný okraj, kde voda prudko spomaľuje a hromadí sa. Hrana je ako koncový šok a pri zmene prietoku vody sa mení tvar a veľkosť drsnej hrany.
Od 1. augusta 2002 do 5. februára 2003 si vedci všimli neobvyklé čítania z dvoch energetických časticových prístrojov na Voyager 1, čo naznačuje, že na rozdiel od predchádzajúcich stretnutí vstúpilo do oblasti slnečnej sústavy. Niektorí to viedli k tvrdeniu, že Voyager mohol vstúpiť do prechodného znaku výbojového šoku. Rovnako ako sa malé hrbole a „prsty“ objavujú a miznú na drsnom okraji toku vody cez tanier, Voyager mohol vstúpiť do dočasného „prsta“ na okraji koncového šoku.
Spor by sa vyriešil ľahko, ak by Voyager mohol stále merať rýchlosť slnečného vetra, pretože slnečný vietor náhle spomalil pri koncovom šoku. Avšak nástroj, ktorý meria rýchlosť slnečného vetra, už na úctyhodnej kozmickej lodi nefunguje, takže vedci musia použiť údaje z prístrojov, ktoré stále pracujú, aby odvodili, ak Voyager prenikol koncový šok.
Dôkazy o prekročení šoku zahŕňajú pozorovanie Voyagera, že vysokorýchlostné elektricky nabité častice (elektróny a ióny) sa zvýšili viac ako 100-krát v období od 1. augusta 2002 do 5. februára 2003. To by sa dalo očakávať, keby Voyager prešiel koncovým šokom, pretože šok prirodzene zrýchľuje elektricky nabité častice, ktoré sa odrazia tam a späť ako gule s ping-pongom medzi rýchlym a pomalým vetrom na opačných stranách šoku.
Po druhé, častice tiekli smerom von, okolo Voyageru a preč od Slnka. Dalo by sa to očakávať, ak Voyager už prekročil koncový šok, pretože oblasť zrýchlenia v koncovom šoku by teraz stála za kozmickou loďou. Po tretie, nepriama miera rýchlosti slnečného vetra naznačovala, že slnečný vietor bol počas tohto obdobia pomalý, ako by sa dalo očakávať, keby bol Voyager za šokom.
„Použili sme nepriamu techniku na preukázanie, že slnečný vietor spomalil z približne 700 000 mph na oveľa menej ako 100 000 mph. Rovnakú techniku sme používali už predtým, keď prístroj na meranie rýchlosti slnečného vetra stále fungoval, a dohoda medzi týmito dvoma meraniami bola vo väčšine prípadov lepšia ako 20%, “uviedol Krimigis.
Dôkazy proti vstupu do šoku zahŕňajú pozorovanie, že zatiaľ čo došlo k dramatickému nárastu častíc s nízkou rýchlosťou, nevideli sa pri trochu vyšších rýchlostiach, ktoré podľa vedcov vytvárajú terminačné šoky.
Najsilnejším dôkazom proti vstupu je Voyagerovo pozorovanie, že magnetické pole sa v tomto období nezvýšilo. Podľa teoretických modelov sa to musí stať vždy, keď slnečný vietor spomalí. Predstavte si diaľnicu s miernou premávkou. Ak vodičovi niečo spomalí, povedzme kaluže vody, autá sa hromadí - ich hustota sa zvyšuje. Rovnakým spôsobom sa hustota (intenzita) magnetického poľa prenášaného slnečným vetrom zvýši, ak sa slnečný vietor spomalí.
„Analýza pozorovaní magnetického poľa Voyager 1 na konci roku 2002 naznačuje, že neprenikla do novej oblasti vzdialenej heliosféry prekročením terminačného šoku. Údaje o magnetickom poli mali skôr očakávané charakteristiky na základe mnohých predchádzajúcich pozorovaní, hoci pozorovaná intenzita energetických častíc je neobvykle vysoká, “uviedla Burlaga.
Tímy sa zhodujú na tom, že Voyager 1 videl nový fenomén: šesťmesačné obdobie, keď boli nízkoenergetické častice veľmi hojné a odtekali zo Slnka. Keď nezvyčajné obdobie skončilo, obidve sa zhodli, že Voyager 1 bol späť v slnečnom vetre, takže ak išlo o dočasný prechod za ukončovací šok, šok sa znovu objaví, pravdepodobne v najbližších niekoľkých rokoch. Nakoniec pozorovania naznačujú, že terminačný šok je oveľa zložitejší, ako si ktokoľvek myslel.
Na svoje pôvodné misie v Jupitere a Saturne boli Voyager 1 a sesterská kozmická loď Voyager 2 určené do oblastí vesmíru, kde by solárne panely neboli uskutočniteľné, takže každá bola vybavená tromi rádioizotopovými termoelektrickými generátormi na výrobu elektrickej energie pre kozmické systémy a prístroje. Voyagéri stále pôsobia v odľahlých, chladných a temných podmienkach o 26 rokov neskôr, vďačia za svoju dlhovekosť týmto generátorom s oddelením energie, ktoré vyrábajú elektrinu z tepla generovaného prirodzeným rozkladom oxidu plutónia.
Voyagery boli postavené v laboratóriu Jet Propulsion Laboratory (JPL) agentúry NASA v Pasadene v Kalifornii, ktoré naďalej prevádzkuje obe kozmické lode 26 rokov po ich vypustení. Kozmická loď je riadená a ich údaje sa vracajú prostredníctvom siete NASA Deep Space Network (DSN), globálneho systému sledovania kozmických lodí, ktorý prevádzkuje aj spoločnosť JPL. Manažérom projektu Voyager je Ed Massey z JPL. Vedcom projektu Voyager je Dr. Edward Stone z Kalifornského technologického inštitútu.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
